Theorem distgp 24267

Description: Any group equipped with the discrete topology is a topological group. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Aug-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
distgp.1	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
distgp.2	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
distgp	⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → 𝐺 ∈ TopGrp)

Proof of Theorem distgp

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl 487	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → 𝐺 ∈ Grp)
2		simpr 489	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → 𝐽 = 𝒫 𝐵)
3		distgp.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
4	3	fvexi 6895	. . . . 5 ⊢ 𝐵 ∈ V
5		distopon 23165	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ V → 𝒫 𝐵 ∈ (TopOn‘𝐵))
6	4, 5	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ 𝒫 𝐵 ∈ (TopOn‘𝐵)
7	2, 6	eqeltrdi 2870	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐵))
8		distgp.2	. . . 4 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝐺)
9	3, 8	istps 23102	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ TopSp ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐵))
10	7, 9	sylibr 237	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → 𝐺 ∈ TopSp)
11		eqid 2762	. . . . . 6 ⊢ (-g‘𝐺) = (-g‘𝐺)
12	3, 11	grpsubf 19091	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (-g‘𝐺):(𝐵 × 𝐵)⟶𝐵)
13	12	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → (-g‘𝐺):(𝐵 × 𝐵)⟶𝐵)
14	4, 4	xpex 7750	. . . . 5 ⊢ (𝐵 × 𝐵) ∈ V
15	4, 14	elmap 8867	. . . 4 ⊢ ((-g‘𝐺) ∈ (𝐵 ↑m (𝐵 × 𝐵)) ↔ (-g‘𝐺):(𝐵 × 𝐵)⟶𝐵)
16	13, 15	sylibr 237	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → (-g‘𝐺) ∈ (𝐵 ↑m (𝐵 × 𝐵)))
17	2, 2	oveq12d 7430	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → (𝐽 ×t 𝐽) = (𝒫 𝐵 ×t 𝒫 𝐵))
18		txdis 23800	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝒫 𝐵 ×t 𝒫 𝐵) = 𝒫 (𝐵 × 𝐵))
19	4, 4, 18	mp2an 704	. . . . . 6 ⊢ (𝒫 𝐵 ×t 𝒫 𝐵) = 𝒫 (𝐵 × 𝐵)
20	17, 19	eqtrdi 2813	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → (𝐽 ×t 𝐽) = 𝒫 (𝐵 × 𝐵))
21	20	oveq1d 7427	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → ((𝐽 ×t 𝐽) Cn 𝐽) = (𝒫 (𝐵 × 𝐵) Cn 𝐽))
22		cndis 23459	. . . . 5 ⊢ (((𝐵 × 𝐵) ∈ V ∧ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐵)) → (𝒫 (𝐵 × 𝐵) Cn 𝐽) = (𝐵 ↑m (𝐵 × 𝐵)))
23	14, 7, 22	sylancr 598	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → (𝒫 (𝐵 × 𝐵) Cn 𝐽) = (𝐵 ↑m (𝐵 × 𝐵)))
24	21, 23	eqtrd 2797	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → ((𝐽 ×t 𝐽) Cn 𝐽) = (𝐵 ↑m (𝐵 × 𝐵)))
25	16, 24	eleqtrrd 2865	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → (-g‘𝐺) ∈ ((𝐽 ×t 𝐽) Cn 𝐽))
26	8, 11	istgp2 24259	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ TopGrp ↔ (𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐺 ∈ TopSp ∧ (-g‘𝐺) ∈ ((𝐽 ×t 𝐽) Cn 𝐽)))
27	1, 10, 25, 26	syl3anbrc 1361	1 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐽 = 𝒫 𝐵) → 𝐺 ∈ TopGrp)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1569   ∈ wcel 2142  Vcvv 3454  𝒫 cpw 4561   × cxp 5658  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412   ↑_m cmap 8822  Basecbs 17275  TopOpenctopn 17480  Grpcgrp 19006  -_gcsg 19008  TopOnctopon 23078  TopSpctps 23100   Cn ccn 23392   ×_t ctx 23728  TopGrpctgp 24239

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5555  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-map 8824  df-0g 17500  df-topgen 17502  df-plusf 18703  df-mgm 18704  df-sgrp 18783  df-mnd 18799  df-grp 19009  df-minusg 19010  df-sbg 19011  df-top 23062  df-topon 23079  df-topsp 23101  df-bases 23114  df-cn 23395  df-cnp 23396  df-tx 23730  df-tmd 24240  df-tgp 24241

This theorem is used by: (None)